离心铸造高硼高速钢辊环组织及性能研究

针对高速钢轧辊生产成本高的问题,设计一种用廉价硼元素部分取代昂贵合金元素的新型耐磨材料,离心铸造出辊环.借助扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等手段对高硼高速钢辊环组织进行了研究,为高硼高速钢复合轧辊生产奠定基础.结果表明:铸态高硼高速钢辊环组织由马氏体、少量残余奥氏体及硼碳化物组成,硼碳化物由M2(B,C),(W,Mo)2(B,C),M3(B,C)以及M23(B,C)6组成,呈鱼骨状、筛网状和块状沿晶界分布;快速冷却下,辊环径向上合金元素无偏析.经1 050℃水淬后,共晶硼碳化物形貌和分布没有变化,部分二次硼碳化物溶解,局部有断网现象,基体中出现细小、弥散的二次析出物,经525℃回火后数量明显增加.热处理后,硬度达到HRC60.8,冲击韧性可达到8.4 J/cm2.     

淬火处理对轧辊用高硼高速钢组织和性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、硬度计及MM-200磨损试验机,研究了淬火温度对轧辊用高硼高速钢显微组织和性能的影响。结果表明,高硼高速钢的铸态组织由马氏体、铁素体、珠光体和沿晶界呈连续网状分布的共晶硼碳化物组成,共晶硼碳化物主要是M2B和M7(C,B)3;随着淬火温度的升高,基体全部转变成为马氏体,并有二次硼碳化物M23(C,B)6析出;高硼高速钢的硬度和耐磨性随着淬火温度的升高而明显增加,在1150℃淬火时硬度最高、耐磨性最好。     

铸造高强韧性Fe-Cr-B-C合金的试验研究

通过中频感应电炉熔炼、覆砂铁型浇注、空冷或快冷制备出Fe-Cr-B-C合金。采用SEM(附带EDS)、XRD、冲击试验机和硬度计等,观察并测试了制备合金的组织结构和性能。结果表明:空冷铸造合金的洛氏硬度为HRC 60,冲击韧度为7.2 J/cm~2,组织由板条马氏体+残余奥氏体基体和(Fe, Cr)_2(B, C)、(Fe, Cr)_3(B, C)、(Fe, Cr)_(23)(B, C)6硼碳化物组成;快冷组织较空冷减少了(Fe, Cr)_3(B, C)物相,洛氏硬度提高了HRC7.5,冲击韧度提高了6.4 J/cm~2。组织细化、硼碳化物局部断网和基体中合金元素含量提高等的共同作用,是快冷铸造合金宏观硬度和冲击韧度提高的主要原因。     

高速钢辊环挤压铸造技术研究

静态铸造高速钢辊环组织疏松,寿命短,离心铸造高速钢辊环易产生偏析,研究了挤压铸造对高速钢辊环力学性 能和物理性能的影响。结果表明:挤压铸造高速钢辊环组织致密、偏析小、硬度高、硬度均匀性好,使用寿命明显优于高镍 铬无限冷硬铸铁辊环。     

冷却速度对高速钢M2C共晶碳化物的影响

采用砂型和金属型铸造制备M2高速钢铸锭,研究了冷却速度变化对高速钢M2C共晶碳化物形态及性质的影响,探讨了M2C共晶碳化物形态变化的机理。结果表明,冷却速度增加,莱氏体网细化,铸态偏析得到改善;M2C形态由片层状转变为棒状,碳化物中合金元素含量降低,高温分解产生的MC碳化物和M6C＋MC复合碳化物数量减少。共晶反应时,共晶碳化物和奥氏体相之间的生长速度差异决定了M2C共晶碳化物的形态。     

外加磁场对离心铸造高速钢轧辊组织和性能的影响

为改善高速钢轧辊的凝固组织以提高其使用性能,在离心铸造过程中引入磁场,研究了不同磁场强度对高速钢轧辊凝固组织的影响.结果表明,施加磁场后,高速钢轧辊凝固组织中残留的奥氏体含量降低;随着磁场强度的增加,凝固组织中共晶碳化物断网倾向增强,碳化物的类型也发生改变,其硬度值不断增大;当磁场强度达到0.15 T时,轧辊组织中的碳化物类型为M7C3、M2C和MC,MC型碳化物细小弥散,共晶碳化物断网情况最为理想,维氏硬度值最大.     

淬火温度对高硼高速钢显微组织的影响

在普通高速钢材料中,加入适量硼来取代普通高速钢中价格昂贵的合金元素,设计了一种新型的高硼高速钢材料。研究了淬火温度对0.4%～0.5%C和1.0%～1.5%B的高硼高速钢显微组织的影响。结果表明,高硼高速钢的铸态组织由铁素体、珠光体和少量马氏体以及硼碳化合物组成,硼碳化合物由M23(B,C)6、(W,Mo)2(B,C),M3(B1.5,C0.5)和M(B0.7,C0.3)组成,呈网状和鱼骨状沿晶界分布。淬火处理后,基体组织转变成板条马氏体,含有4%残留奥氏体,硼碳化合物的类型没有发生变化,但数量减少。在950～1100℃内淬火,硼碳化合物局部发生溶解,出现断网现象;随着淬火温度的升高,断网现象越来越明显,从而减轻了对基体的割裂作用。     

喷射成形含铌M3型高速钢组织与性能研究

采用喷射成形快速凝固技术制备了M3型高速钢和以Nb代V的M3型高速钢.利用SEM(EDS),XRD,OM,TEM,HRTEM研究了Nb对M3型高速钢组织的影响和其组织演变.结果表明,喷射成形消除了宏观偏析,细化了组织,以Nb代V,可在共晶反应前析出MC型碳化物,使其球形化、均匀分布,由于消耗大量C,共晶M2C碳化物数量减少,促使更多W和Mo固溶进基体.均匀分布的高热稳定性含Nb-MC型碳化物能阻碍奥氏体化过程中晶粒长大,但难以固溶,使得回火过程中主要析出与基体共格的M2C型碳化物.喷射成形含Nb钢硬度和弯曲强度高于ASP23钢,大量硬质MC碳化物易于产生应力集中,使其韧性稍低于ASP23.     

转速对电磁离心铸造高碳高速钢组织和性能的影响

采用自制的电磁离心铸造机,在磁场强度0.1 T下,对不同转速下电磁离心铸造高碳高速钢的铸态组织和热处理后的组织与性能进行实验研究。结果表明:随着电磁离心铸造机转速的增加,高碳高速钢的铸态组织中共晶碳化物变得越来越细小,沿晶界分布的粗大的碳化物(VC)逐渐变成点状和尖角状。各种转速下,电磁离心铸造高碳高速钢热处理后的硬度、冲击韧度和耐磨性能比普通铸造的高碳高速钢都有明显提高。     

挤压铸造高速钢辊环的研制

针对高速钢辊环静态铸造条件下内部组织疏松,使用寿命短,离心铸造条件下易产生偏析的问题,研究了挤压铸造对高速钢辊环机械性能和物理性能的影响。结果表明Ｌ挤压铸造高速钢辊环具有组织致密、元素偏析轻、硬度高、硬度均匀性好等特点,工业应用表明,其使用寿命明显优于高镍铬无限冷硬铸铁辊环。     

高碳高钒高速钢复合轧辊的研究进展

论述了高碳高钒系高速钢复合轧辊的研究现状,重点介绍了高碳高钒系高速钢复合轧辊的制造工艺性能、成分设计、合金组织与性能.     

Development of high density and high efficiency machines

This research on development of high density and high efficiency machines is executed as the project on the Ministry of Economy, Trade and Industry in Japan. The realization of the electrical machines for the high efficiency and high energy density is aimed, by using the high quality magnetic material made in Japan such as the high grade electrical steel sheet and high performance permanent magnet.     

轧辊用高钒高速钢、高铬铸铁滚动磨损性能研究

研究了高钒高速钢（C：3％，V：10％）和高铬铸铁（Cr26）两种轧辊用材料的力学性能和滚动磨损性能。应用位错理论分析了高钒高速钢、高铬铸铁中碳化物裂纹的形核和滚动磨损的循环特性对材料滚动磨损性能的影响。结果表明，碳化钒内部的纳米亚结构在滚动磨损过程中能够降低裂纹形核率，高钒高速钢磨面及亚表层的循环软化能够延缓疲劳裂纹的扩展，基于以上因素，高钒高速钢滚动耐磨性是高铬铸铁的4．4倍。     

高强高导Cu-Nb微观复合材料热稳定性

通过集束拉拔技术制备了高强高导Cu-Nb微观复合材料,采用X射线衍射和扫描电镜等手段分析了不同热处理条件下材料晶体取向和界面结构的演变,通过应力应变曲线和电导测试研究了不同热处理条件对材料强度和电导的影响规律,结果表明:700℃热处理就可促使形成Cu、Nb的再结晶织构,由极塑变形所导致的区域化学势差异及原子扩散是影响Cu/Nb界面稳定性的关键因素;而700℃的中间热处理可以极大改善材料后续的加工塑性,同时在一定后续形变量条件下仍可获得高强度性能,而且通过低温调整热处理可改善材料导电性,同时保持较高强度。     

高质量A1145铝合金双零箔工艺研究

通过对比两种合金成分对成品双零箔表面质量、力学性能、刷水性能等质量的影响,确定了A1145合金Fe、Si含量及w(Fe)/w(Si)比例.解决了传统双零箔材生产过程中经常遇到的轧制暗纹、组织条纹和成品退火耐温性较低等问题.最终提高了双零箔的表面质量、抗拉强度及伸长率,提高了双零箔的成品退火耐温性和除油效果.     

金刚石-WC-Co复合材料的高温高压合成

以质量分数为5%的金刚石微粉(平均晶粒尺寸7 μm)、90%的WC粉(平均晶粒尺寸150 nm)、5%的Co粉(平均晶粒尺寸0.9 μm)为初始材料,采用高温高压法在5.50 GPa、1 100～1 500 ℃保温2 min条件下制备金刚石-WC-Co复合材料。采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电镜、维氏硬度计对样品进行表征。合成的金刚石-WC-Co复合材料相分布均匀,金刚石颗粒紧密地烧结在硬质合金基体中;5.50 GPa、1 250 ℃、保温2 min条件下合成的样品性能最佳,相对密度达96%,维氏硬度达23.60 GPa。      

高温焙烧高钛渣工艺的试验研究

以云南地区钛铁矿富集得到的高钛渣为原料,置于加热装置内焙烧,在1000℃下加热处理20min,利用XRD、SEM研究了高温焙烧对高钛渣相组成和微观结构的影响.结果表明:在高温条件下高钛渣中的锐铁型TiO2转化为金红石型TiO2.提出了一种高温焙烧高钛渣的新工艺,从生产源头消除了对环境的污染,实现钛资源的可持续发展.     

高强韧共晶高熵合金的研究进展

共晶高熵合金具有高硬度、高耐腐蚀性、高耐磨性、极好的铸造性、优异的抗氧化性和磁性等诸多传统合金无法比拟的特点,是传统物理冶金领域对合金设计的一次突破,为新材料、新性能的探索开辟了新的平台。虽然目前已出现多种类型的共晶高熵合金,但对共晶高熵合金的性能和设计思路还缺乏宏观的认识。本文将综述近年来共晶高熵合金的设计方法:试验法、代换法、伪二元法和计算相图法,对比分析每种方法的优缺点,进一步分析共晶高熵合金的结构特征和热机械处理对其组织和力学性能的综合影响,总结共晶高熵合金设计可能出现的问题,并展望其未来的研究方向。     

高效、高精度金刚石珩磨盘研制

采用金刚石微粉和青铜基结合剂制做了高效、高精度金刚石珩磨盘，该方法制造的珩磨盘具有磨削效率高、自锐性强，无堵塞，无须修整。本文详细介绍了制造工艺与参数。     

低合金高强钢焊缝熔敷金属强韧化机理

向焊缝熔敷金属过渡微量的Ti-B和稀土元素,可以有效地抑制先共析铁素体的析出,使焊缝获得细小、均匀的针状铁素体组织.从而提高了焊缝的低温冲击韧性.通过透射电镜观察,发现焊缝中合金元素能形成细小、难溶的非金属夹杂物,成为针状铁素体的形核核心;Ti能形成细小、难溶而弥散分布的化合物(TiO)质点,对针状铁素体的形核更为有利.针状铁素体由许多亚结构组成,这相当于进一步细化了晶粒,是提高焊缝熔敷金属低温韧性微观原因.